초록
본 연구는 폐용제를 가열, 증발 및 음축과정을 거쳐 용제를 회수하는 시스템의 열교환기 해석에 관한 것으로, 고온 열매체유로 가열되는 이중관형 열교환기를 사용하여 용제 증발과정의 열전달 특성을 분석하고 용제유량과 가열온도에 따라 물, 벤젠 및 알칼벤젠의 증발을 위해 요구되는 전열면적을 분석하였다. 폐용제 회수장치는 용제 공급펌프 이중관형 열교환기, 진공 스프레이 챕버 및 응축기동으로 구성되며, 이중관형 열교환기는 용제액을 열적 포화온도를 가열시키는 구간과 포화된 용제액을 증발시키는 구간으로 구성된다. 관 내 용제의 증발을 위한 전열면적을 열평형 모델링에 의해 예측하였고, 이중관형 열교화기의 관 내 온도분포 측정을 통해 이론값과 비교 분석하였다. 용제유량 0.1~0.51l/mm 및 가열온도 130~$260^{\circ}C$의 범위에서 용제유향 증가 및 가열온도 감속에 따라 단위전열면적당 열전달양이 감소하기 때문에 용제 증발을 위한 전열면적은 증가하였다. 관 내 용제 증발을 위한 전열면적의 이론적 분석결과는 측정값과 일치하였으며, 이중관형 열교환기를 사용한 폐용제의 증발과정을 통해 용제를 회수하는 기술에 적용이 가능하다.
This study describes to analyze the heat transfer characteristics of waste solvent recovery system using a double pipe heat exchanger heating solvent by the hot oil. The solvent recovery system consists of the feeding pump, the double pipe heat exchanger, the vacuum spray chamber, and the condenser. A double pipe heat exchanger consists of the first section to conduct the heating of solvent to the thermal saturated point and the second section to evaporate the saturated solvent. The heat transfer area for vaporization of water, benzene and alkylbenzene was predicted by the heat balance modelling and experimentally measured from the temperature distribution as a function of solvent flow rate and heating temperature. The required heat transfer area for vaporization was increased with increasing solvent flow rates and with decreasing heating temperatures due to decreased quantity of transferred heat per the unit area. Theoretical modelling of the heat transfer area for solvents vaporization in the pipe showed good agreement with experimental results. Results showed to be suitable for the waste solvent recovery using a double pipe heat exchanger.
